溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，包括主控制器、檢測裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述檢測裝置連接于主控制器的輸入端，包括設(shè)置于溫室大棚外的外部照度傳感器，設(shè)置于溫室大棚內(nèi)的內(nèi)部照度傳感器、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤濕度傳感器；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接于主控制器的輸出端，包括遮陽裝置、補光燈、制冷裝置、制熱裝置、灌溉裝置、灑水裝置，其中制冷裝置、制熱裝置、灌溉裝置、灑水裝置通過PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。本實用新型采用PID比例積分微分的方式調(diào)節(jié)溫度、濕度，以提高實時值達(dá)到期望值的速度，并且降低系統(tǒng)波動，進(jìn)一步降低自然環(huán)境對溫室大棚內(nèi)部環(huán)境的影響，為作物生長提供更加穩(wěn)定的生長環(huán)境。
【專利說明】溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化領(lǐng)域，具體涉及一種溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]采用溫室大棚培育植物的技術(shù)已經(jīng)存在很多年，對于降低自然環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響起到重大的意義，改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)靠天吃飯的殘酷現(xiàn)實。早期的溫室大棚內(nèi)的灌溉、施月巴、調(diào)溫、遮陽工作主要依靠人力，勞動強度大，而且受溫室大棚的結(jié)構(gòu)限制，大型機(jī)械無法進(jìn)入，勞動效率低，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)有采用傳感器檢測溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度、氧氣濃度等各種環(huán)境因素，以控制器讀取傳感器檢測到的信號，從而控制相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備調(diào)節(jié)環(huán)境因素的溫室大棚，這種對環(huán)境因素采用單閉環(huán)方式控制的溫室大棚，其環(huán)境因素在期望值上下波動幅度大、時間長，而自然環(huán)境的溫度、光照、濕度等因素在持續(xù)變化，導(dǎo)致溫室大棚內(nèi)難以維持相對穩(wěn)定的植物生長環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，可以解決現(xiàn)有的溫室大棚采用單閉環(huán)方式控制環(huán)境因素，導(dǎo)致溫室大棚內(nèi)難以維持相對穩(wěn)定的植物生長環(huán)境的問題。
[0004]本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，包括主控制器、檢測裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述檢測裝置連接于主控制器的輸入端，包括設(shè)置于溫室大棚外的外部照度傳感器，設(shè)置于溫室大棚內(nèi)的內(nèi)部照度傳感器、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤濕度傳感器；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接于主控制器的輸出端，包括遮陽裝置、補光燈、制冷裝置、制熱裝置、灌溉裝置、灑水裝置，其中制冷裝置、制熱裝置、灌溉裝置、灑水裝置通過PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。
[0006]所述遮陽裝置為卷在轉(zhuǎn)軸上的遮陽布，所述轉(zhuǎn)軸與電機(jī)傳動，所述電機(jī)的控制器連接于主控制器的輸出端。
[0007]所述補光燈為多盞并聯(lián)，每一條并聯(lián)支路分別設(shè)有繼電器，所述繼電器分別連接于主控制器的輸出端。
[0008]所述制冷裝置為風(fēng)機(jī)，制熱裝置為電加熱器，所述風(fēng)機(jī)和電加熱器的控制器分別通過PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。
[0009]所述灌溉裝置為滴灌管道，所述滴灌管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥的控制器通過PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。
[0010]所述灑水裝置為設(shè)有花灑的水管，所述水管上連接有水栗，所述水栗通過管道連通水源，所述水栗的控制器通過PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。
[0011 ] 所述主控制器為PLC可編程控制器，所述PLC可編程控制器與上位機(jī)通信，根據(jù)所種植的不同作物下載對應(yīng)的控制參數(shù)，以獲得更合適生長環(huán)境。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0013]通過PID調(diào)節(jié)器采用PID比例積分微分的方式調(diào)節(jié)溫度、濕度，以提高溫度、濕度實時值達(dá)到期望值的速度，并且降低系統(tǒng)波動，進(jìn)一步降低自然環(huán)境對溫室大棚內(nèi)部環(huán)境的影響，為作物生長提供更加穩(wěn)定的生長環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示的溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，包括PLC可編程控制器、檢測裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述檢測裝置連接于PLC可編程控制器的輸入端，包括設(shè)置于溫室大棚外的外部照度傳感器，設(shè)置于溫室大棚內(nèi)的內(nèi)部照度傳感器、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤濕度傳感器；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接于PLC可編程控制器的輸出端，包括遮陽裝置、補光燈、制冷裝置、制熱裝置、灌溉裝置、灑水裝置。
[0016]其中，所述遮陽裝置為卷在轉(zhuǎn)軸上的遮陽布，所述轉(zhuǎn)軸與電機(jī)傳動，所述電機(jī)的控制器連接于PLC可編程控制器的輸出端；所述補光燈為多盞并聯(lián)，每一條并聯(lián)支路分別設(shè)有繼電器，所述繼電器分別連接于PLC可編程控制器的輸出端。當(dāng)外部照度傳感器檢測數(shù)據(jù)低于設(shè)定的下限時，PLC可編程控制器啟動補光燈，由內(nèi)部照度傳感器反饋的信息控制補光燈啟動的數(shù)量，以營造適合植物生長的光照條件；當(dāng)外部照度傳感器檢測數(shù)據(jù)超出設(shè)定的上限時，PLC可編程控制器啟動補光燈的同時控制電機(jī)啟動，展開遮陽布。
[0017]所述制冷裝置為風(fēng)機(jī)，制熱裝置為電加熱器，所述風(fēng)機(jī)和電加熱器的控制器分別通過PID調(diào)節(jié)器連接于PLC可編程控制器的輸出端；當(dāng)空氣溫度傳感器檢測到溫室大棚內(nèi)的溫度超出設(shè)定上限或下限時，PLC可編程控制器通過啟動風(fēng)機(jī)或電加熱器來實現(xiàn)對溫室大棚內(nèi)的降溫或升溫處理，以控制溫室大棚內(nèi)的溫度處于適合植物生長的范圍。
[0018]所述灌溉裝置為滴灌管道，所述滴灌管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥的控制器通過PID調(diào)節(jié)器連接于PLC可編程控制器的輸出端；當(dāng)土壤濕度傳感器檢測到土壤內(nèi)的含水率低時，PLC可編程控制器控制調(diào)節(jié)閥開度，通過滴灌管道為植物進(jìn)行灌溉，合理調(diào)節(jié)含水率。
[0019]所述灑水裝置為設(shè)有花灑的水管，所述水管上連接有水栗，所述水栗通過管道連通水源，所述水栗的控制器通過PID調(diào)節(jié)器連接于PLC可編程控制器的輸出端；當(dāng)空氣濕度傳感器檢測到溫室大棚內(nèi)的空氣濕度太低時，PLC可編程控制器控制水栗轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)花灑噴水量，保持溫室大棚內(nèi)的空氣濕度。
[0020]所述PLC可編程控制器與上位機(jī)通信，根據(jù)所種植的不同作物下載對應(yīng)的控制參數(shù)，以獲得更適合所種植作物的生長環(huán)境。
【權(quán)利要求】
1.溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，其特征在于:包括主控制器、檢測裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述檢測裝置連接于主控制器的輸入端，包括設(shè)置于溫室大棚外的外部照度傳感器，設(shè)置于溫室大棚內(nèi)的內(nèi)部照度傳感器、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤濕度傳感器；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接于主控制器的輸出端，包括遮陽裝置、補光燈、制冷裝置、制熱裝置、灌溉裝置、灑水裝置，其中制冷裝置、制熱裝置、灌溉裝置、灑水裝置通過PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，其特征在于:所述遮陽裝置為卷在轉(zhuǎn)軸上的遮陽布，所述轉(zhuǎn)軸與電機(jī)傳動，所述電機(jī)的控制器連接于主控制器的輸出端。
3.如權(quán)利要求1所述的溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，其特征在于:所述補光燈為多盞并聯(lián)，每一條并聯(lián)支路分別設(shè)有繼電器，所述繼電器分別連接于主控制器的輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，其特征在于:所述制冷裝置為風(fēng)機(jī)，制熱裝置為電加熱器，所述風(fēng)機(jī)和電加熱器的控制器分別通過PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。
5.如權(quán)利要求1所述的溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，其特征在于:所述灌溉裝置為滴灌管道，所述滴灌管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥的控制器通過PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。
6.如權(quán)利要求1所述的溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，其特征在于:所述灑水裝置為設(shè)有花灑的水管，所述水管上連接有水栗，所述水栗通過管道連通水源，所述水栗的控制器通過PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。
7.如權(quán)利要求f6任一項所述的溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控制器為PLC可編程控制器。
【文檔編號】G05B19/418GK203606672SQ201320675897
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】李沖 申請人:淮安生物工程高等職業(yè)學(xué)校